[Ethereum] Navigating Zero Knowledge : 1편 확장성 문제

안녕하세요, 디온입니다. 모건 스탠리, 골드만삭스, 헤지펀드 매니저 출신의 자산운용 분야 최고 전문가들로 구성된 기관투자자들을 대상으로 하는 아시아 최대의 암호화폐 금융 자산운용회사인 앰버 그룹(Amber Group)에서는 공식 블로그를 통해 블록체인 및 디지털자산 시장과 관련된 매우 퀄리티 높은 콘텐츠를 정기적으로 발행해오고 있습니다.

다루는 내용들이 매우 전문적이고 심도 있는 관계로 일반인들이 그냥 읽기에는 다소 난해하고 어려울 수는 있으나 시간을 내어 자세히 읽어보면 다양한 개념들을 보다 깊이 있게 이해하기에 좋은 것들이 워낙 많아서 시간이 날 때마다 조금씩 번역하여 공유를 해볼까 합니다.

내용이 워낙 방대한 관계로 시리즈 형태로 나누어 소개를 드리며, 본 포스팅에서 다루는 내용의 원문은 아래 Amber Group의 공식 블로그를 통해 확인하실 수 있습니다.

• 원문 링크 : Navigating Zero Knowledge

 

들어가며

이더리움 네트워크가 직면한 가장 시급한 과제 중 하나는 확장성입니다. 2017년에 크립토키티(CryptoKitties)가 큰 관심과 인기를 얻으면서 이를 계기로 확장성에 대한 본격적인 논의가 촉발되었습니다. 크립토키티로 인해 이더리움 전체 네트워크 요청이 6배 증가하면서 트랜잭션 컨펌에 몇 시간 이상이 걸리는 문제가 발생했습니다. 최근에는 DeFi 프로토콜 및 NFT 프로젝트를 포함하여 이더리움에 구축된 댑들의 사용량이 폭발적으로 증가하며 확장 솔루션의 필요성과 시급성이 더욱 높아져 가고 있습니다.

이더리움 네트워크는 대략 초당 15개의 트랜잭션을 처리할 수 있는데 VISA의 경우 평균 1,700 TPS, 트위터의 경우 평균 6,000 TPS 정도 된다는 점에서 엄청난 차이를 보여줍니다. 이더리움이 전 세계적으로 지배력을 가지는 대표적인 분산 컴퓨팅 플랫폼이 되는 것을 목표로 한다면 생태계에서 발생하는 더 많은 활동들을 처리할 수 있는 방법을 찾아야 합니다.

 

 

트랜잭션 처리 한계에 도달한 이더리움

솔라나, 아발란체, 바이낸스 스마트 체인과 같은 대체 레이어1 프로토콜들은 더 낮은 거래 수수료, 더 높은 거래 처리량, 더 빠른 완결성(finality)을 원하는 사용자들과 개발자들을 확보했습니다. 그러나 이러한 니즈를 수용하기 위해서 대체 레이어1 프로토콜들은 어느 정도의 탈중앙성을 포기하게 됩니다. (블록체인 트릴레마)

더불어, 이러한 블록체인들도 계속해서 성장하게 되는 경우에 결국 처리량 한계에 도달할 수 밖에 없습니다. 예를 들어 아발란체 네트워크는 최근 들어 트랜잭션량의 급격한 증가로 인해 수수료를 낮추기 위한 업그레이드(Apricot 5)를 진행한 바 있습니다.

BSC의 경우 : [BSC] 바이낸스 스마트 체인 2022년 개발 로드맵 상세 내용

[BSC] 바이낸스 스마트 체인 2022년 개발 로드맵 상세 내용

 

 

레이어2로의 진입

스테이트 채널, 플라즈마, 롤업을 비롯한 다양한 확장 솔루션들에 대한 연구·개발이 진행되고 출시가 되었습니다.

롤업은 기본 레이어1 블록체인의 보안 및 탈중앙성을 희생시키지 않으면서도 보다 빠르고 저렴한 트랜잭션을 가능하게 하기 때문에 궁극적인 확장 솔루션으로 여겨지고 있습니다. 롤업에 대한 트랜잭션은 1) 각 트랜잭션의 일부만 레이어1 블록체인에 저장해야 하고, 2) 트랜잭션에 대한 연산을 레이어1에서 수행할 필요가 없다는 이유로 인해 보다 저렴한 특성을 가집니다. 롤업은 "일체형방식(monolithic)"에서 "모듈식" 블록체인 아키텍처로 전환하는데 있어 핵심적인 역할을 할 것입니다.

[역자 주] 모놀리식 프레임워크에서 레이어1 블록체인(예: 이더리움 메인넷)은 실행(Execution), 데이터 유효성(Data Availability), 합의(Consensus)를 모두 핸들링할 책임을 가지지만, 모듈형 블록체인 패러다임에서 레이어2 확장 솔루션은 나머지에 대한 모든 책임은 레이어1에 맡기고나머지에 대한 모든 책임은 레이어1에 맡기고나머지에 대한 모든 책임은 레이어1에 맡기고 실행(Execution)에만 초점을 맞추게 됩니다.

이더리움은 작년에 롤업 중심 로드맵으로 전환하였고 비탈릭 부테린은 롤업에 대한 간접비를 줄여 레이어2 수수료를 낮추는 EIP-4488을 제안하였습니다. 이더리움의 PoS 전환과 샤딩은 롤업의 트랜잭션 수수료를 추가적으로 감소시켜주는 원동력이 될 것으로 예상됩니다.

그러나 롤업은 이더리움에만 국한되는 것이 아닙니다. 테조스 블록체인 설립자인 Arthur Breitman은 롤업이 궁극적인 확장 솔루션이라고 주장합니다. 또 다른 레이어1 체인인 NEAR는 데이터 가용성 샤딩이 있는 모듈식 아키텍처를 수용하도록 블록체인을 설계했습니다. 그리고 이번 달에 Celestia와 Evmos는 Celestia를 데이터 가용성 레이어로, Evmos를 결제 레이어로 사용하는 EVM 기반 애플리케이션을 위한 개방형 모듈식 스택인 Cevmos를 공동 구축한다는 소식을 발표하기도 했습니다.

롤업은 크게 2가지로 나눌 수 있습니다. fraud proofs 기반의 옵티미즘 롤업과 validity proofs 기반의 영지식 롤업입니다. 앞으로 한 동안 다양한 유형의 확장 솔루션들은 함께 공존하게 될 것으로 예상되며, EVM과 호환되는 영지식(ZK) 롤업의 출현은 너무나 반가운 일이라 할 수 있습니다.

[역자주] 레이어2 확장 솔루션과 관련하여 초기에 유행했던 플라즈마는 데이터 가용성의 문제에 부딪히며, 레이어2 상태를 요약해서 레이어1 체인에 올리는 롤업(rollup)으로 쪽으로 포커스가 맞춰지기 시작했고 옵티미즘 롤업과 영지식 롤업은 각기 나름의 장단점을 가지고 있어 어느 한쪽이 무조건적으로 우월하다고 할 수는 없는 상황입니다

이어지는 다음의 포스팅에서는 영지식 증명(Zero Knowledge) 기술에 대해 보다 자세히 알아보고, 현재 암호화폐 커뮤니티에서 ZK 롤업에 대해 열광하는 이유, 시장의 현재 상태 등에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

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